寧波市北侖港發電廠“3.10”電站鍋爐爆炸事故分析

1993年3月10日，浙江省寧波市北侖港發電廠一號機組發生一起特大鍋爐爐膛爆炸02manbetx.com （按《電業生產02manbetx.com 調查01manbetx 》界定），造成死亡23人，重傷 8人，傷16人，直接經濟損失778萬元。該機組停運132天，少發電近14億度。

一、02manbetx.com 經過

1993年3月10日14時07分24秒，北侖港發電廠1號機組鍋爐發生特大爐膛爆炸02manbetx.com ，人員傷亡嚴重，死23人，傷24人（重傷8人）。

北侖港發電廠1號鍋爐是美國ABB－CE公司（美國燃燒工程公司）生產的亞臨界一次再熱強製循環汽包鍋爐，額定主蒸汽壓力17.3兆帕，主蒸汽溫度540度，再熱蒸汽溫度540度，主蒸汽流量2008噸／時。

1993年3月6日起該鍋爐運行情況出現異常，為降低再熱器管壁溫度，噴燃器角度由水平改為下擺至下限。3月9日後鍋爐運行工況逐漸惡化。3月10日事故前一小時內無較大操作。14時，機組負荷400兆瓦，主蒸汽壓力15.22兆帕，主蒸汽溫度513度，再熱蒸汽溫度512度，主蒸汽流量1154.6噸／時，爐膛壓力維持負10毫米水柱，排煙溫度A側110度，B側158度。磨煤機A、C、D、E運行，各台磨煤機出力分別為78.5％、73％、59％、38％，B磨處於檢修狀態，F磨備用。主要CCS（協調控製係統）調節項目除風量在“手動”調節狀態外，其餘均投“自動”，吹灰器需進行消缺，故13時後已將吹灰器汽源隔離。事故發生時，集中控製室值班人員聽到一聲悶響，集中控製室備用控製盤上發出聲光報警：“爐膛壓力‘高高”’、“MFT”（主燃料切斷保護）、“汽機跳閘”、“旁路快開”等光字牌亮。FSS（爐膛安全係統）盤顯示MFT的原因是“爐膛壓力‘高高”’引起，逆功率保護使發電機出口開關跳開，廠用電備用電源自投成功，電動給水泵自啟動成功。由於汽包水位急劇下降，運行人員手動緊急停運爐水循環泵B、C（此時A泵已自動跳閘）。就地檢查，發現整個鍋爐房迷漫著煙、灰、汽霧，人員根本無法進入，同時發現主汽壓急驟下降，即手動停運電動給水泵。由於鍋爐部分PLC（可編程邏輯控製）櫃通訊中斷，引起CRT（計算機顯示屏）畫麵鍋爐側所有輔助設備的狀態失去，無法控製操作，運行人員立即就地緊急停運兩組送引風機。經戴防毒麵具人員進入現場附近，發現爐底冷灰鬥嚴重損壞，呈開放性破口。

二、事故造成後果

該起事故死亡23人，其中電廠職工6人（女1人），民工17人。受傷24人，其中電廠職工5人，民工19人。

事故後對現場設備損壞情況檢查後發現：21米層以下損壞情況自上而下趨於嚴重，冷灰鬥向爐後側例呈開放性破口，側牆與冷灰鬥交界處撕裂水冷壁管31根。立柱不同程度扭曲，剛性梁拉裂；水冷壁管嚴重損壞，有66根開斷，爐右側21米層以下剛性梁嚴重變形，0米層爐後側基本被熱焦堵至冷灰鬥，三台碎渣機及噴射水泵等全部埋沒在內。爐前側設備情況尚好，磨煤機、風機、煙道基本無損壞。事故後，清除的灰渣934立方米。

該起事故最終核算直接經濟損失778萬元人民幣，修複時間132天，少發電近14億度。因該爐事故造成的供電緊張，致使一段時間內寧波地區的企業實行停三開四，杭州地區停二開五，浙江省工農業生產受到了嚴重影響，間接損失嚴重。

三、事故原因

該起鍋爐特大事故極為罕見，事故最初的突發性過程是多種因素綜合作用造成的。以下，僅將事故調查過程中的事故機理技術03manbetx 結論綜合如下：

1．運行記錄中無鍋爐滅火和大負壓記錄，事故現場無殘焦，可以認定，並非煤粉爆炸。

2．清渣過程中未發現鐵異物，渣成份03manbetx 未發現析鐵，零米地坪完整無損，可以認定，非析鐵氫爆炸。

3．鍋爐冷灰鬥結構薄弱，彈性計算確認，事故前冷灰鬥中積存的渣量，在靜載荷下還不會造成冷灰鬥破壞，但靜載荷上施加一定數量的集中載荷或者施加一定數量的壓力，有可能造成灰鬥失穩破壞。

4.事故發生後的檢驗結果表明，鍋爐所用的水冷壁管材符合技術規範的要求，對水冷壁管斷口樣品的失效03manbetx 證實，包角管的破裂是由於冷灰鬥破壞後塌落導致包角管受過大拉伸力而造成的。

5．對於事故的觸發原因，兩種意見：

一種意見認為，“3.10”事故的主要原因是鍋爐嚴重結渣。事故的主要過程是：嚴重結積渣造成的靜載加上隨機落渣造成的動載，致使冷灰鬥局部失穩；落渣入水產生的水汽，進入爐膛，在高溫堆渣的加熱下升溫、膨脹，使爐膛壓力上升；落渣振動造成繼續落渣使冷灰鬥失穩擴大，冷灰鬥局部塌陷，側牆與冷灰鬥連接處的水冷壁管撕裂；裂口向爐內噴出的水、汽工質與落渣入水產生的水汽，升溫膨脹使爐膛壓力大增，造成MFT動作，並使冷灰鬥塌陷擴展；三隻角角隅包角管先後斷裂，噴出的工質量大增，爐膛壓力陡升，在渣的靜載、動載和工質閃蒸擴容壓力的共同作用下，造成鍋爐21米以下嚴重破壞和現場人員重大傷亡。因此，這是一起鍋爐嚴重結渣而由落渣誘發的機械一熱力破壞事故。

另一種意見認為，3月6日～3月10回爐內結渣嚴重，由於燃燒器長時間下擺運行，加劇了灰鬥結渣。這為煤裂角氣和煤氣的動態產生和積聚創造了條件。灰渣落入渣鬥產生的水蒸汽進入冷灰鬥，形成的振動加速了可燃氣體的生成。經03manbetx 計算，在0.75秒內局部動態產生了2．7千克以上混合可燃氣體，逐步沿灰鬥上升，在上升過程中，由於下二次風與可燃氣混合，混合溫度在470度左右（未達著火溫度）。突遇熾熱碎渣的進入或火炬（燃燒器噴焰）隨機飄入，引起可燃氣體爆炸，爐膛壓力急劇升高，爐膛出口壓力達2.72手帕以上，觸發MFT動作。爆炸時，兩側牆鼓出，在爆炸和爐底結渣的聯合作用下，灰鬥與兩側牆連接處被撕裂，灰鬥失穩下塌，包角管和聯箱水平相繼破裂，大量水汽泄出，爐內壓力猛烈升高，使事故擴大。

6．鍋爐投入運行後，在燃用設計煤種及其允許變動範圍內煤質時出現前述的嚴重結渣和再熱汽溫低、局部管段管壁超溫問題，與製造廠鍋爐爐膛的結構設計和布置等不完善有直接關係，它是造成這次事故的根本原因。

另外，除上述諸技術原因外，北侖電廠及有關單位在管理上存在的一些問題，也是導致這起事故發生的原因：

該事故機組自3月1日以來，運行一直不正常，再熱器管壁溫連續超過報警溫度。雖經采取調整火焰中心，加大吹灰和減輕負荷等措施，壁溫超限問題仍未解決。按ABB-CE公司鍋爐運行01manbetx 規定，再熱器壁溫的報警溫度為607度，3月6日至3月10日，再熱器壁溫多在640度和670度之間，鍋爐負荷已從600兆瓦減至500兆瓦，再減至450兆瓦，到3月10日減至400兆瓦，再熱器壁溫仍嚴重超限。按運行01manbetx 規定，再熱器壁溫嚴重超溫采取措施而無效時，應采取停爐措施。運行值班長曾多次向華東電管局總調度和浙江省電管局調度請示，但上級部門非但不同意停爐，而且還要求將鍋爐負荷再提高一些，要求鍋爐堅持運行到3月15日計劃檢修時再停爐。結果因結焦嚴重，大塊焦渣崩落，導致該起特大事故發生。

因此，該起事故原因的認定結論為：製造廠鍋爐爐膛設計、布置不完善及運行指揮失當；是一起鍋爐設備嚴重損壞和人員群亡的責任事故。事故的直接原因是鍋爐嚴重結渣。

四、事故處理

該起事故發生後，電力工業部及浙江省有關部門組成了事故調查組，對事故責任認定如下：

1．該台鍋爐在投入運行以後，在燃用設計煤種及允許變動範圍內的煤種時，出現了鍋爐結渣、再熱汽溫達不到設計值而過熱器、再熱器管壁嚴重超溫的問題；雖然采取了降負荷運行和下擺燃燒器等防止結渣，但積渣日趨嚴重，最終釀成了事故。另外樓梯間、平台、過道不暢造成了人員眾多傷亡，因此製造廠對事故負有主要責任。

2．在運行管理上，北侖港電廠對引進的設備和技術研究、消化不夠，又缺乏經驗，在采取一係列常規措施未能改善鍋爐運行狀況的情況下，未能及時對爐內嚴重結渣作出正確判斷，因而沒有采取果斷停爐措施。對事故負有運行管理不當的次要責任。

為了認真吸取事故教訓，除積極組織對外談判外，電力部已對有關責任人進行了處理：

⑴對北侖港電廠廠長給予降職處分；

⑵對廠總工程師給予行政記大過處分；

⑶對浙江省電力局局長通報批評，生產副局長通報批評；

⑷其他有關直接責任人員也做了相應處理。

另對調查組提出的防止事故的對策。要求ABB-CE公司解決的項目，將通過談判達到。

3．與事故主要責任方美國ABB－CE公司的談判工作本著堅持原則、實事求是、維護國家利益的原則，由中國技術進出口總公司、水利電力對外公司及華東電管局、浙江省電力局等單位組成談判組，開展對美國ABB－CE公司的談判工作。第一輪談判於1993年9月9日至9月10日進行，談判主要內容是雙方各自闡述對事故原因的看法。ABB－CE認為鍋爐下部結渣是導致事故的主要原因，七種可能的外力造成灰鬥失穩引起事故，而灰鬥的四道剛性梁及四周角部的焊接質量不良使灰鬥強度不夠。我方認為鍋爐結構不完善，製造質量不良，冷灰鬥設計強度低，在鍋爐大量結渣的情況下又無法觀察和清渣。因此受可能發生的外力作用，使灰鬥失穩破壞引起事故。在談判中我方還與ABB-CE公司就如何使鍋爐消除缺陷，盡快達到安全穩定運行的各種問題進行了討論。為使下一輪談判順利進行，ABB－CE公司在10月份提交了正式的事故調查報告及我方需要的爐內溫度場、有關部件的強度計算等分析資料；我方提供了煤種資料及事故原因調查報告（第二輪談判於當年11月初舉行，談判內容及結論暫略）。

五、防範措施

國內大型電站爐結渣的問題比較普遍，為接受北侖港事故教訓，舉一反三，電力工業部於1993年9月24日至28日召開了大型電站鍋爐燃燒技術研討會，邀請科研、製造和大專院校的專家參加，提出技術改進和加強管理的措施，提高電站鍋爐的安全運行水平。

為預防事故再次發生，具體的防範措施如下：

1、製造廠（ABB-CE）應采取措施，解決投產以來一直存在的再熱器汽溫低和部分再熱器管壁溫度嚴重超限的問題。

2．製造廠應研究改進現有噴燃器，防止鍋爐結焦和煙溫偏差過大的問題。在未改進前，製造廠應在保證鍋爐設計參數的前提下，提出允許噴燃器下擺運行的角度和持續時間。

3．鍋爐設計中吹灰器布置密度低，現在吹灰器製造質量差，製造廠應采取措施加以改進。在未改進前，電廠應加強檢修、維護和管理，提高現有吹灰器的可用率，必要時換用符合要求的吹灰器。

4．製造廠應研究適當加強冷灰鬥支承的措施，以提高其結構穩定性又不致影響環形集箱的安全。

5．製造廠應采取措施加裝必要的監視測點，如尾部煙溫、煙壓測點、過熱器減溫器進出口汽溫測點、輻射式再熱器出口汽溫測點等，並送入計算機數據采集係統。

此外，還應考慮裝設記錄型爐膛負壓表。

6．製造廠應對冷灰鬥的積渣和出渣係統的出渣增加必要的監測手段，包括增加必要的爐膛看火孔，以便檢查鍋爐結渣情況。

7．製造廠應對不符合安全要求的廠房結構、安全設施、通道、門、走、平台和扶梯等進行改進，如大門不能采用卷簾門，看火孔附近要有平台等。

8．切實加強燃煤管理。電力部和其他上級有關部門應共同解決鍋爐燃煤的定點供應問題。電廠要加強對入廠煤、火爐煤的煤質分析和管理，完善配煤管理技術。

9．電廠應嚴格執行運行01manbetx ，加強對鍋爐的運行分析和管理工作。應及時提出鍋爐運行情況的分析意見和異常工況的應急措施。

10．對事故中波及的設備和部件進行仔細的檢查。恢複運行前必須進行爐內空氣動力場和燃燒調整試驗。